L'objectif principal de l'expérience NA62 est d'étudier les désintégrations rares du kaon. Comprendre ces désintégrations aidera les physiciens à vérifier certaines prédictions du modèle standard concernant les interactions à courte distance.

NA62 mesurera précisément le taux de désintégration du kaon chargé en un pion chargé et une paire neutrino-antineutrino.

Pour produire des faisceaux riches en kaons, l'équipe de NA62 utilise des protons de haute énergie en provenance du Supersynchrotron à protons (SPS) et les envoie sur une cible fixe en béryllium. La collision crée un faisceau qui véhicule près d'un milliard de particules par seconde, dont 6% environ sont des kaons.

Avant de pénétrer dans une grande enceinte à vide, la trajectoire de chaque particule du faisceau est mesurée par un détecteur à pixels au silicium tandis qu'un détecteur appelé CEDAR en détermine la nature à partir de son rayonnement Tchérenkov. Les autres détecteurs recherchent les particules issues de la désintégration des kaons: un spectromètre magnétique situé dans l'enceinte à vide mesure les traces chargées et un détecteur Tchérenkov à focalisation annulaire (RICH) permet de déterminer leur nature. Un système étendu de détecteurs de muons et de photons rejette les désintégrations qui ne sont pas étudiées.

En deux ans d'acquisition de données, l'expérience espère détecter environ 80 candidats de désintégration, si la prédiction du modèle standard est exacte.

Ces données permettront à l'équipe de NA62 de déterminer la valeur d'une quantité dite |V_td|, laquelle définit la probabilité que les quarks top se désintègrent en quarks down.

Comprendre avec précision les relations entre les quarks est l'une des façons efficaces de vérifier la cohérence du modèle standard.